噴霧機噴桿有限元模態分析與試驗

喬白羽，丁素明，薛新宇，崔龍飛，顧 偉，陳 晨

(農業部南京農業機械化研究所，南京 210014)

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噴桿式噴霧機具有病蟲害防治效率高、效果好、作業損害率低等優點，近年來已經逐漸發展成為大田作業中應用最廣泛的植保機型[1]。然而，現階段我國保有的噴桿式噴霧機整機質量一般小于1 500kg，滿載藥量1 000L以內，作業噴幅多在12m左右，導致噴霧機的實際噴灑效率低[2-3]。在田間作業過程中，由于該類中小型噴桿式噴霧機一般未配備噴桿懸架減振系統且動力學性能較差，噴桿結構與機身多采用直接連接的方式，作業行駛路面不平度對噴霧機機身產生的外部激勵會直接傳遞給噴桿結構，引起噴桿結構振動，導致藥液重噴漏噴率升高，影響噴霧的分布均勻性[4-7]。因此，需要通過分析現有大型噴桿噴霧機噴桿結構的動力學特性，研制出振動小、動力學特性良好的噴桿，從而提高噴桿噴霧機的噴霧均勻性和作業效率，為后續大型噴霧機田間作業的高效性提供依據。

為了減輕噴桿的振動、提高噴桿在田間作業過程中的穩定性及噴桿的動力學特性，國內外學者都進行了相關的研究。Langenakens J[8]等人研究了噴霧機噴桿結構的模態信息，利用數值求解法獲得噴桿仿真模型的模態信息，并驗證了模型的真實性，為噴桿的模態分析和拓撲結構優化奠定基礎。Nation H. J.[9]等研究了噴桿回轉連接機構對噴桿振動特性的影響，結果表明：為了減輕噴桿的振動，應該避免在回轉關節采用鋼索、彈簧等柔性連接，為噴桿的抑振性能及回轉關節的研究提供可行性思路。……